Cadre général de la région d’étude
I/ Choix de la zone d’étude
La région d’étude concerne le bassin versant de l’oued Srou. Des études antérieures (Milliés La Croix, 1963, Martin, 1981 et Scheele, 1988), ont montré que le bassin a connu depuis plusieurs années des dégradations de ses terres causant une diminution du potentiel agricole et la pollution des eaux, ainsi que, par endroit, des dégâts matériels et humains à cause des glissements de terrain.
Les problèmes socio-économiques et environnementaux causés par la dégradation des terres ont été à l’origine du choix de la région d’étude pour la modélisation de l’érosion des sols. Ce choix a été basé également sur la disponibilité des cartes et des données lithologiques, pédologiques, topographiques, climatiques et satellitaires.
II/ Situation géographique
La chaîne du Moyen Atlas dont fait partie notre secteur d’étude est orientée nord-est/sud- ouest. Elle relie obliquement la chaîne du Rif au nord et la chaîne du Haut Atlas central au sud dans la région de Ksiba et Beni Mellal.
Le bassin versant du Srou se localise au sud-ouest du Moyen Atlas central dans la Province de Khénifra, entre les longitudes 5°05’ et 5°50’ ouest et les latitudes 32°35’ et 33° nord. Il est limité à l’ouest par le massif central hercynien, au nord par le Causse moyen atlasique d’Ajdir et au sud-est par la plaine de la haute Moulouya. (fig. 2). Le bassin du Srou constitue un sous bassin du bassin versant de l’oued Oum Rbia (fig. 3).
O. Chbouka O. Srou O; Oum Rb ia Mas sif c entra l her cyni en Haut e Mou louy a Causse d'Ajdir
Bassin versant du Srou.
N 200000 0 200000 Mètres Altitude (m) : 0-200 m 200-400 m 400-600 m 600-800 m 800-1000 m 1000-1200 m 1200-1400 m 1400-2000 m Plus de 2000 m # Province de Khénifra
II-1/ Cadre géologique
Le Moyen Atlas est caractérisé par des sédiments mésozoïques, délimités de part et d'autre par des plateaux paléozoïques plus ou moins rigides : la Meseta occidentale à l'ouest et la Meseta orientale à l'est.
Le bassin versant du Srou est situé à cheval sur deux domaines structuraux du Maroc : à l’est le domaine mesetéen et à l’ouest le domaine atlasique.
Il est caractérisé par l’affleurement à l’ouest des terrains paléozoïques (fig. 4 et 5) qui font partie de la chaine hercynienne. Ces terrains sont représentés essentiellement par des séries détritiques gréso-schisteuses d’âge ordovicien. Par-dessus ces terrains reposent les terrains mesozoïques qui affleurent dans la moyenne partie du secteur, représentés par les séries argileuses évaporitiques à intercalation de coulées basaltiques du Trias, les calcaires et dolomies de la plate forme carbonatée du Jurassique qui constitue le Causse Moyen atlasique, les marno-calcaires du Crétacé sont limités au sud-est du secteur. Les terrains quaternaires affleurent sporadiquement dans les parties basses du relief montagneux et sont représentés par des dépôts à croutes calcaires et des limons (Quaternaire ancien) ou des alluvions et limons (Quaternaire récent).
Le bassin versant du Srou constitue l’une des principales zones du Maroc où les séries rouges triasiques affleurent largement, à côté du bassin versant de l’Ourika situé dans le Haut Atlas.
II-1-1/ Formations lithologiques
Les formations lithologiques de la région qui vont du Paléozoïque au Quaternaire se composent de roches de faciès et de résistances variables. La région d’étude (fig. 6) présente des faciès géologiques très variables.
II-1-1-1/ Les terrains paléozoïques :
Ils sont représentés par les terrains paléozoïques de la bordure sud-est du Maroc central qui vont du Cambro-ordovicien jusqu’au Viséen supérieur. Ils se rencontrent à l’ouest du bassin, dans le bas Srou, ils représentent 8,1 % à l’affleurement (tableau 6) dans le secteur d’étude, formés essentiellement de schistes, de grès et de quartzites (photos 1 et 2, pl. 1) de l’Ordovicien et du Carbonifère (Viséen).
II-1-1-2/ Les formations triasiques :
La série triasique se présente à l’affleurement en deux principales unités lithologiques qui couvrent 33,6 % de la superficie du secteur d’étude.
La première unité se compose de roches sédimentaires qui montrent de bas en haut une série détritique de conglomérats de grès et d’arkose de base, des intercalations de grès et de matériaux fins, puis des marnes et argiles (photo 3, pl. 1).
Les argiles mises à l’affleurement par le creusement de l’oued Srou et ses affluents constituent une épaisse formation tendre, 600 m environ (Ouarhache, 2002), imperméable, de couleur rougeâtre. Elles sont caractérisées par leur forte sensibilité à l’érosion hydrique. L’étude géochimique des argiles triasiques de Kerrouchen, qui affleurent dans le Haut Srou, a montré une dominance de l’illite, résultant de la dégradation de la muscovite détritique (Benchekroun, 1985). Une autre étude effectuée dans le bas Srou, a montré la dominance des argiles gonflantes dont les proportions sont de l’ordre de 35 à 40% (Fethallah, 2001).
Fig. 4 : Carte structurale du Bassin du Srou extraite de la carte structurale du Moyen Atlas* d’après Colo (1962), la carte géologique du Maroc au 1 : 500 000 et Martin 1981.
La première description de la série triasique du bassin de Kerrouchen sont fournies par Termier, 1936, Termier et Dubar, 1936-1940, Termier et Termier, 1948 et Arsicault, 1973, qui ont attribué la série de base au Permien. L’étude sédimentologique de Lorenz (1976) a mis en évidence deux sources d’alimentation :
- une sédimentation grossière (conglomérat, arkoses et grès) alimentée par les
granites de la Haute Mouloya,
- une sédimentation essentiellement gréseuse, alimentée par les terrains
paléozoïques de la Méseta occidentale.
La seconde unité comprend les roches magmatiques, formées de basaltes doléritiques (17,1 %), de texture généralement microgrenue porphyroïde, rencontrées au dessus des marnes et argiles ou intercalées dans leur niveau supérieur. Leur puissance est très importante par endroit, dépassant parfois les 120 m.
Les premières descriptions petrographiques de ces roches volcaniques (Termier, 1936) montrent des basaltes francs et des basaltes doléritiques à structures microlithiques.
Selon les localités, le complexe basaltique est intercalé dans la série sédimentaire détritique et argilo-évaporitique triasiques, séparant une formation sédimentaire rouge discordantes sur les terrains paléozoïque, d’une formation supérieure à évaporites ou surmonté directement par les formations carbonatées liasiques.
Ces formations se distinguent dans le paysage par la couleur rouges des dépôts detritiques et argilo-évaporitiques et le vert-gris du basalte (photos 4 et 5, pl. 1).
II-1-1-3/ Les terrains jurassiques :
Ils se localisent au nord et au sud de la vallée du Srou. Le Lias, occupe la majorité du secteur d’étude (47,2 % de la superficie totale du bassin).
La formation supérieure est composée de calcaires et de dolomies d’âge jurassique inférieur qui reposent sur les basaltes ou parfois directement sur les marnes et argiles triasiques, formant des bancs épais, massifs, de couleur rose gris. (photo 6, pl. 1) Vers le haut apparaissent des calcaires jaunâtres et / ou grisâtres.
Ces formations carbonatées sont le support d’un modelé karstique et présentent un réseau de fissures qui est à l’origine de leur perméabilité. Vers l’amont du bassin se rencontrent des travertins aux environs de l’oued Azerzou (photo 7, pl. 1)
II-1-1-4/ Les terrains crétacés :
Se rencontrent sur la crête sud-est du bassin et occupent 5,2 % du territoire. Formés de calcaire dolomitique et de marno-calcaires, de couleur blanchâtre ou jaunâtre, les terrains crétacés surmontent les dolomies liasiques au niveau des crêtes sud qui dominent le bassin.
II-1-1-5/ Les terrains mio-pliocènes :
Quelques petits affleurements carbonatés (0,7 %) se situent sur la crête sud du bassin.Ces faciès sont en affleurement en fonction des accidents et dans la vallée de l’oued Srou et ses affluents, où la série triasique atteint son maximum.
II-1-1-6/ Le Quaternaire :
Le Quaternaire moyen et ancien (Martin, 1981) se compose de dépôts encroutés, de limons anciens, de glacis, glacis terrasses et coulées de solifluxion. Le Quaternaire récent et l’actuel longent les talwegs des cours d’eau et les terrasses comprenant les formations modernes (alluvions, éboulis, dayas), les terrasses limoneuses et limons rouges avec présence locale de galets de nature lithologique variable.
Tableau 6 : Importance des faciès lithologiques du bassin du Srou.
Lithologie Superficie (ha) Superficie (%) Quaternaire récent Alluvions, terrasses limoneuses 956,6 0,7 Quaternaire ancien Dépôts encroûtés, limons
anciens 6822,1 4,7
Mio-pliocène Calcaires lacustres 944,5 0,7
Crétacé Marno-calcaires 7526,6 5,2
Jurassique (Lias) Calcaires dolomitiques 68058,5 47,2 Argiles rouges 23745,3
Trias
basaltes doléritiques 24685,0 33,6 Carbonifère (Viséen) Schistes, grès 8006,9
Ordovicien Schistes, grès, quartzites 3583,5 8,1 T o t a l 144329,0 100
Les coupes levées au niveau du bassin le long de l’oued Srou (Ouarhache, 2002), illustrent les formations géologiques de la région d’étude et leur succession qui se rencontrent avec des épaisseurs variables selon les localités (fig. 7).
II-1-2/ La tectonique
En dehors de la déformation hercynienne qui a affecté les terrains paléozoïques qui constituent le socle, la déformation mésozoïque est dominée par une fracturation à l’origine de grandes failles de direction générale régionales nord-est/sud-ouest. Ces failles à jeux polyphasés sont limitées à la chaîne hercynienne et ont joué un rôle dans l’ouverture des bassins triasiques et l’installation de la plate-forme carbonatée du Jurassique. Mais elles ont été aussi remobilisées durant la tectogénèse compressive atlasique durant le Cénozoïque voire le Quaternaire. Nos observations locales nous ont permis de mettre en évidence des directions nord-nord-est/sud-sud-ouest et nord-ouest/ sud-est.
De par la tectonique cassante qui est bien marquée, le secteur d’étude se caractérise par l’absence d’une tectonique de plissement.
# # # # 4 6 0 0 0 0 4 6 0 0 0 0 4 8 0 0 0 0 4 8 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 5 2 0 0 0 0 5 2 0 0 0 0 22 00 00 22 00 00 24 00 00 24 00 00 26 00 00 26 00 00 N Légende:
IVre récent: alluvions, limons rouges
IVre ancien: dépôts encroûtés, limons Mio-pliocène: Calcaires lacustres Crétacé: Marno-calcaires
Jurassique: calcaires dolomitiques Trias: argiles rouges
Trias: basaltes doléritiques Viséen: schistes Ordovicien: schistes ou grès 5000 0 5000 Meters Khénifra # Lahri # Kerrouchen # El Qbab # O. Chbouka # O. Srou O. Ou m R bia Mètres
Planche 1
1 2 3 4 5 6 7 8Légende planche 1:
Photo 1 : Schistes paléozoïques altérés, rencontrés à l’aval du bassin du Srou aux environs de sa confluence avec l’Oum Rbia.
Photo 2: Barrière de quartzite paléozoïque rencontrée à l’aval du bassin du Srou aux environs de sa confluence avec l’Oum Rbia.
Photo 3 : Alternance de grès et d’argiles rouges triasiques. (route provinciale n° 7308, Qbab- Kerrouchen)
Photo 4 : Argiles rouges triasiques surmontées par des conglomérats bréchiques à éléments de calcaires et de basaltes (Région Aâchab).
Photo 5 : Basaltes doléritiques altérés (route Qbab-Kerrouchen).
Photo 6 : Calcaires dolomitiques liasiques rencontrés au nord-est du bassin aux environs de la maison forestière d’Arhbalou n Ikhouane.
Photo 7 : Travertins bordant l’oued Azerzou (nord-est du bassin), à quelques mètres de sa confluence avec le Srou.
II-2/ Types de sol de la région
La genèse des sols est influencée par la nature lithologique de la roche mère. Leur évolution est déterminée par les conditions climatique, topographique, la nature de la couverture végétale, de l’écosystème et l’exposition des versants.
La cartographie des sols de la province de Khénifra, qui couvre le bassin du Srou, se base sur la classification morphogénétique de G. Aubert et P. Duchauffour modifiée par la commission de cartographie des sols « C.P.C.S, 1967 », (El Idrissi, 1988).
La carte pédologique montre des sols ordonnés en classe, sous classe, groupe, sous groupes, famille et série cartographique.
D'après la C.P.C.S les classes de sols sont définies selon le degré de développement des profils, le degré et le type d'altération des minéraux en relation avec les caractères généraux des conditions physico-chimiques.
D'après G. AUBERT les classes de sols sont définies en fonction du milieu et des conditions générales physiques et chimiques et des principaux types d'évolution (degré d’évolution du sol, mode d’altération des minéraux, matière organique, …).
Les sous classes de sols sont définies en fonction des types de pédoclimats plus ou moins
froids ou chauds permettant ou limitant l'évolution des sols.
Les groupes de sols définis, à l'intérieur de chaque sous classe, par des caractères
morphologiques exprimant les processus qui dirigent leur évolution : différenciation de certains horizons, lessivage en calcaire, d'éléments colloidaux, etc...
Les sous-groupes de sols sont définis, à l'intérieur de chaque groupe, soit par la manifestation
d'un processus secondaire, soit par une intensité du processus fondamental d'évolution caractéristique du groupe.
Les familles de sols sont définies par la nature lithologique des roche-mères et les matériaux
originels.
Les séries cartographiques sont ordonnées dans cette étude selon la profondeur, la texture
des sols et la pente.
La région montre six classes de sol, il s’agit de sols (Voir annexe pour les caractéristiques spécifiques des différents types de sol) :
- peu évolués qui sont les plus abondants, de profondeur variable, souvent
caillouteux et pauvre en matière organique,
- des minéraux bruts, caractérisés par une composition minéralogique proche de
celle de la roche mère et une très faible teneur en matière organique, présent sous fome d’affleurement tendre (régosol) et dure (lithosol),
- des calcimagnésiques, sols à profil calcaire et humifère, très variables en fonction
de la pente, le relief et l’exposition,
- des vertisols, caractérisés par une forte teneur en argile, assez profonds et à texture
fine,
- des fersiallitiques, définis par la présence de minéraux argileux et
- des isohumiques, ils sont très limités dans le secteur d’étude, à texture fine, profonds, ils se distingent par leur richesse en matière organique.
Le cours supérieur de l’oued Srou présente des sols originaires de coulées de solifluxion et de couverture colluviale.
II-3/ Modelé de la région
La zone d’étude est une région montagneuse. Les altitudes sont comprises entre 700 et 2350m, soit une dénivellation de 1650 m, sur une distance à vol d’oiseau de 62km. Elle occupe une superficie de 1443 km².
Le réseau hydrographique de la région est à l’origine du façonnement du relief.
La vallée du Srou a mis en affleurement les calcaires sub-tabulaires crétacés qui se situent au sommet, ensuite les calcaires dolomitiques liasiques, les basaltes doléritiques et les argiles triasiques, puis les schistes, les grès et les quartzites paléozoïques (photos 9 et 10, pl. 2). Les séries rouges du Trias et les intercalations basaltiques dominent dans la vallée de l’oued Srou et ses affluents alors que les calcaires et dolomies forment les hauts plateaux. Sur les hauteurs de l’oued Srou les dolomies sont très altérées. Elles apparaissent disloquées en blocs massifs et / ou en brèches karstiques.
La région montre aussi un stade assez avancé dans le cycle d’érosion, témoigné par des croupes et collines avec des sommets aplatis essentiellement dans le bas Srou. L’érosion atteint les unités inférieures du Mésozoïque (les séries rouges du Trias) au niveau du bassin de Kerrouchen ainsi que le socle paléozoïque au niveau de l’anticlinal de Lennda, aux environs de douar Al Amoud (photo 8, pl. 1). En effet l’abondance des marnes et argiles dans la région favorise les écoulements superficiels entraînant la formation de ravines en bad-lands.
La région se caractérise par une diversité du relief. Elle montre des formes structurales, des formes d’érosion, en évolution dans le temps, représentées par des dépressions fermées (dolines, cuvettes karstiques), des ravins et des bad-lands et des formes d’accumulations représentées par les nappes et les terrasses alluviales.
La topographie de la région se caractérise par la combinaison de trois grandes unités : la vallée du Srou, les versants du Srou et les Causses du Srou.
II-3-1/ Vallée du Srou
L’oued Srou a ses origines aux environs de Kerrouchen. Il constitue un affluent de l’oued Oum Rbia sur sa rive gauche.
L’oued présente une direction générale nord-est/sud-ouest, il a une longueur de 104,3 km. Son encaissement diminue vers l’aval. Il est limité par des versant asymétriques, façonnés par le travail des affluents et des ravins.
L’écoulement de l’oued s‘effectue de manière plus ou moins rectiligne dans sa partie supérieure, puis il dessine une courbe vers le sud jusqu’à Tisfoula et vers le nord jusqu’à son exutoire. Son principal affluent est l’oued Chbouka sur sa rive droite.
En progressant vers l’aval, la vallée est comblée d’alluvions en partie perméables. Elle est entaillée dans les argiles triasiques imperméables. Les argiles du Trias (soit autochtones, soit allochtones) sont très abondantes ce qui peut avoir une influence sur l’étanchéité des alluvions. Dans le bas Srou, l’oued s’enfonce dans les terrains paléozoïques où il collecte les eaux de l’oued Chbouka.
Cette partie du secteur d’étude se caractérise par un relief faible à modéré (pente < 15 %). Les zones à pente forte à très forte (> 15 %) qui sont fortement érodées se situent essentiellement en amont de l’écoulement et sur les versants des terrains mesozoïques qui le dominent.
II-3-2/ Versants du Srou
Ils sont caractérisés par un relief très accentué et très varié, résultant de l’action combinée de la tectonique, de l’érosion régressive de l’oued Srou et de ses affluents, et de la succession des cycles d’érosion.
Les cours d’eau de la région sont profondément encaissés dans les roches tendres (argiles) ou friables (basaltes altérés) du Trias. Ils prennent rapidement de la profondeur et délimitent des interfluves assez élevés à pentes supérieures à 15 %. Ils ont engendré des gorges très importantes ainsi que des vallées mortes consécutivement à l’érosion régressive. Deux terrasses du Quaternaire ancien (Villafranchien) se situent près de Kerrouchen, elles s’étendent à plus de 100 m au dessus du lit de l’oued (Scheele, 1988). Des terrasses plus récentes (ou des restes de terrasses) se rencontrent surtout sur la rive droite entre 20 et 80 m au dessus du lit de l’oued témoignant des phases de creusement et d’érosion du Quaternaire moyen. On note un ancien chenal d’écoulement sur un versant qui domine la vallée du Srou sur sa rive droite, au niveau de la route provinciale Qbab-Kerrouchen n° 7308, il montre des formations argileuses avec des lits à éléments grossiers en haut qui deviennent de plus en plus fins vers le bas.
Les versants argileux abondants dans la région sont menacés par l’érosion.
II-3-3/ Causses du Srou
Ils se localisent au niveau des zones sommitales du bassin versant de l’oued Srou. Ils sont formés de dolomies et calcaires jurassiques.
Les Causses du Srou présentent des formes karstiques variées de dimensions variables. On y trouve des cavités, des dolines et des cuvettes karstiques. Les Causses sud de l’oued Srou présentent des cuvettes très importantes par rapport aux formes karstiques des Causses du nord. Ces derniers sont séparés par des affluents de l’oued Srou et des vallées sèches.
Les Causses du Srou présentent également des affleurements de dolomies et de calcaires sous forme de dômes aux pentes raides.
L’existence de failles parallèles au niveau du Causse du Srou facilite la formation et le creusement des ravins. Le secteur nord présente plusieurs vallées orientées est-ouest, tel que l’oued Chbouka, l’oued Mererh et l’oued Lahlou, suivant des alignements de fracture ou de failles à faible rejet, soulignant ainsi le rôle morphostructural de la tectonique dans la région.
Planche 1
9
Photo 9 : Vallée du Srou creusée dans les argiles rouges triasiques, aux environs de Kerrouchen. Basse terrasse cultivée. Dépôt d’alluvions sur la rive convexe.
10
O. Srou O. Oum Rbia
Photo 10 : Vallée du Srou creusée dans les schistes paléozoïques à l’aval du bassin où abonde une végétation dégradée aux environs du point de confluence
II-4/ Hydrologie
L’oued Srou est un affluent de l’oued Oum Rbia. Il constitue le principal cours d’eau de la zone d’étude et prend naissance dans la région de Sanwal à une altitude de 2300 m environ. La direction générale de l’écoulement est nord-est/sud-ouest. L’oued Chbouka est son principal affluent sur la rive droite.
Une étude éffectuée par la direction de l’hydraulique, 1984, montre que le régime hydraulique de l’oued Srou intra- et inter-annuel, à la station Chacha n’ Amellah, est très fluctuant. Il est beaucoup moins régulier que celui de l’oued Oum Rbia à Khénifra (projet Srou, 1988).
II-4-1/ Réseau hydrographique
Le réseau hydrographique du secteur d’étude est obtenu par numérisation des cartes